Descripción del proyecto
LA MEDICINA PERSONALIZADA ES UN ENFOQUE EMERGENTE PARA EL TRATAMIENTO Y LA PREVENCION DE ENFERMEDADES QUE CONSIDERA LA VARIABILIDAD INDIVIDUAL EN LOS GENES, EL ENTORNO Y EL ESTILO DE VIDA DE CADA PERSONA. EL POTENCIAL DE LA MEDICINA PERSONALIZADA ES TREMENDO EN LA TRANSICION HACIA UN SISTEMA DE SALUD DIGITAL. EL ANALISIS DE DATOS GENOMICOS ES UN COMPONENTE CRITICO EN EL EXITO DE LA MEDICINA DE PRECISION. SECUENCIAR Y ANALIZAR EL GENOMA COMPLETO DE UN PACIENTE PERMITIRA DESARROLLAR TERAPIAS PERSONALIZADAS, ANTICIPANDO PROBLEMAS DE SALUD Y POSIBILITANDO TERAPIAS PREVENTIVAS. CON LA LLEGADA DE LOS NUEVOS SISTEMAS DE SECUENCIACION, LA CANTIDAD DE DATOS GENOMICOS DISPONIBLES PARA LOS INVESTIGADORES SE HA DUPLICADO CADA 7 MESES, UN RITMO MUCHO MAYOR QUE EL DEL PODER DE COMPUTO. SI ESTA TENDENCIA CONTINUA, EN LA PROXIMA DECADA PODREMOS SECUENCIAR MILES DE MILLONES DE GENOMAS HUMANOS CADA AÑO, GENERANDO EXABYTES DE DATOS GENOMICOS Y PERMITIENDO EL ANALISIS GENOMICO DE POBLACIONES A GRAN ESCALA. ADEMAS, SE ESPERA QUE LAS TECNOLOGIAS EMERGENTES DE TERCERA GENERACION SE UTILICEN AMPLIAMENTE EN UN FUTURO CERCANO, PRODUCIENDO SECUENCIAS 10X-100X MAS LARGAS, AUMENTANDO AUN MAS LA CAPACIDAD DE SECUENCIACION Y REDUCIENDO LOS COSTOS.SIN EMBARGO, LOS DATOS GENOMICOS REQUIEREN ANALISIS COMPLEJOS QUE SON EXTREMADAMENTE INTENSIVOS EN COMPUTACION Y DATOS. UN SOLO ANALISIS DEL GENOMA COMPLETO GENERALMENTE REQUIERE CIENTOS DE HORAS DE COMPUTO, Y SUFRE UNA EJECUCION MUY INEFICIENTE DEBIDO A LA MALA UTILIZACION DE LA MEMORIA. COMO RESULTADO, EL CUELLO DE BOTELLA DE RENDIMIENTO EN EL ANALISIS GENOMICO SE ESTA MOVIENDO DESDE EL LADO DE LA SECUENCIACION HACIA EL LADO DE LA COMPUTACION. ESTO PLANTEA UN GRAN DESAFIO PARA LAS APLICACIONES DE ANALISIS DE DATOS DEL GENOMA. CONFIAR SIMPLEMENTE EN PROCESADORES NUEVOS Y MAS RAPIDOS NO SERA SUFICIENTE PARA HACER REALIDAD LA MEDICINA PERSONALIZADA BASADA EN EL ANALISIS DE DATOS GENOMICOS, ESPECIALMENTE AHORA QUE ESTAMOS CERCA DEL FINAL DE LA LEY DE MOORE. RECIENTEMENTE, EL EQUIPO DE INVESTIGACION PRESENTO EL NOVEDOSO ALGORITMO WAVEFRONT ALIGNMENT (WFA) PARA LA COMPARACION ACELERADA DE SECUENCIAS, QUE OFRECE ACELERACIONES SIGNIFICATIVAS EN COMPARACION CON LOS METODOS CLASICOS Y UNA MEJOR ESCALABILIDAD CON SECUENCIAS CADA VEZ MAS LARGAS. ESTE AVANCE ALGORITMICO HA SENTADO LAS BASES PARA UNA IMPORTANTE MEJORA EN EL RENDIMIENTO Y LA PRECISION CON RESPECTO A LOS METODOS DE ANALISIS ACTUALES.EN ESTE CONTEXTO, GENARCH PROPORCIONARA LA PRIMERA SOLUCION INTEGRAL PARA APLICACIONES DE ANALISIS DE DATOS GENOMICOS QUE EXPLOTA SISTEMAS HETEROGENEOS CON ACELERADORES ESPECIFICOS PARA MEJORAR SIGNIFICATIVAMENTE EL RENDIMIENTO DE DICHAS APLICACIONES. APROVECHANDO EL AVANCE ALGORITMICO DEL WFA Y CON LA AYUDA DE UN EQUIPO MULTIDISCIPLINARIO, GENARCH DISEÑARA NUEVOS SISTEMAS HETEROGENEOS DE ALTO RENDIMIENTO PARA IMPULSAR EL RENDIMIENTO DE LAS APLICACIONES DE ANALISIS DE DATOS GENOMICOS. EN APLICACIONES INTENSIVAS EN DATOS, EL COSTO DE TRANSFERIR LOS DATOS ES MAYOR QUE EL REQUERIDO PARA LAS OPERACIONES REALES. ESTE CAMBIO DE PARADIGMA MOTIVA A GENARCH A CENTRARSE EN MINIMIZAR EL MOVIMIENTO DE DATOS Y ACERCAR LAS CAPACIDADES DE COMPUTO A DICHOS DATOS. ADEMAS, GENARCH EXPLORARA NUEVOS ACELERADORES PARA EL ANALISIS DE DATOS GENOMICOS. FINALMENTE, GENARCH DESARROLLARA UN CICLO DE CO-DISEÑO ENTRE LA ARQUITECTURA Y LAS APLICACIONES GENOMICAS CON EL OBJETIVO DE DISEÑAR ARQUITECTURAS HPC MAS RAPIDAS Y ANALISIS GENOMICOS MAS EFECTIVOS. RQUITECTURAS DE COMPUTADORES DE ALTAS P\METODOLOGIAS DE SIMULACION\APLICACIONES DE ANALISIS DE DATOS GENOMI\MEDICINA PERSONALIZADA\ARQUITECTURAS HETEROGENEAS\ACELERADORES